基于手勢識別的智能家居人機交互專利技術綜述

劉明惠

引言

手勢識別技術是現今非常流行的一種用于人機交互的技術，提供給用戶和諧、方便的交互方式，面向智能家居的手勢控制方式具有操控簡單、人機交互友好等優點，是智能家居的發展趨勢之一。本文以基于手勢識別的智能家居的專利申請作為分析對象，重點分析全球范圍內關于基于手勢識別的智能家居的申請信息、重要申請人、專利布局等信息，力求還原基于手勢的智能家居技術國內外的發展現狀以及尋找該領域未來發展的熱點。

一、基于手勢識別的智能家居技術的基本介紹

手勢識別被普遍認為是一種自然高效的人機交互方法。本文中基于手勢識別的智能家居重點在通過手勢識別對住宅配套中的照明控制、智能廚房、智能衛浴、智能供熱;家用電器中的智能空調、智能冰箱、智能洗衣機、智能電視;以及其他家用器具中的智能窗簾等的控制。

二、基于手勢識別的智能家居技術的專利現狀分析

為了全面分析目前基于手勢識別的智能家居的專利技術現狀，本文檢索了德溫特數據庫專利文獻。

1. 申請量趨勢變化

由圖1可知，基于手勢識別的智能家居技術在全球范圍內的專利申請量呈逐年上升趨勢，并保持了較高的申請量，該項技術在全球范圍內維持了較高的關注度。2008年以前，該項技術的年申請量不足100件;2008年以后，每年申請量的增長幅度在20%以上，年申請量維持在200件以上，并在2013年達到申請量的峰值520件。其在近幾年的申請量保持在了較高的水平，足以見得其發展勢頭良好，全球范圍內均有較快的發展。

2. 主要申請人分布

圖2是基于手勢識別的智能家居技術全球主要申請人的分布和排名情況，全球申請量排名前十的均為國際知名跨國企業，其中四家為美國企業，分別為微軟、谷歌、高通、黑莓，足以見美國在該領域中的領先優勢。兩家為韓國企業，分別為三星、LG公司，這兩家企業在智能電視領域均有不俗的表現。兩家為日本企業，分別為索尼和京瓷，可見大家都想在智能家居領域分的一杯羹。

3. 地區及國家分布

由圖3可知，美國、中國、韓國、日本是專利申請的主要原創國，上述四個國家的申請量占到了全球申請總量的八成，其中美國優勢非常明顯，其申請量占全球申請總量的約40%，中國作為申請量排名第二的國家，也有五分之一的全球申請量。而日本、韓國作為技術力量雄厚的國家，其申請量為全球的12%和9%。

4. 技術演進路線圖

基于手勢的識別按照具體的實現細節可以劃分為12種技術手段，靜態手勢識別、動態手勢追蹤、基于手部位置的光標輸入、手部圖像疊加、三維深度感知、多目攝像機、空間定位傳感器、基于光源捕捉、基于標記物亮度顏色、異類傳感器信息融合、手勢輸入提示與確認、手勢-命令映射。

在基于手勢識別的智能家居技術的演進過程中，出現在1993的基礎專利，由日本NTT公司提出，具體設計基于手部位置的光標輸入技術，是對智能電視的手勢遙控技術。隨著時間的推移，用戶不在滿足于簡單的實現手勢控制以及僅對帶有顯示屏幕的電視的控制，在對手勢的識別精度、識別速度和可靠性方面有了更高的需求，識別設備的范圍也從電視擴展到DVD，家庭影院以及后來的空調、抽油煙機等家電設備，在1996年出現了以靜態手勢為基礎，結合動態手勢追蹤技術來捕獲用戶手勢的基礎專利。通過前期的技術演進，基于手勢識別的智能家居技術領域的發展有最初的新技術不斷涌現，已然演化為側重手勢的多樣性、準確識別演化。

結語

本文詳細梳理了基于手勢識別的智能家居技術的分類和各技術分支的發展情況，并對基于手勢識別的智能家居技術領域的核心專利和重要申請人進行分析，有助于了解基于手勢識別的智能家居技術的基本發展態勢，對涉及基于手勢識別的智能家居技術領域的審查工作有較大幫助。

參考文獻：

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